一一对应

更新时间:2022-12-27 04:01

一一对应是一种常见的对应,指两集合元素之间有一对一关系的对应。在数学中,双射,双射函数或一对一对应是两组的元素之间的函数,其中一组的每个元素与另一组的元素恰好配对,另一组的每个元素与第一组的正好一个元素也恰好配对。没有不配对的元素。在数学术语中,双射函数f:X→Y是集合X与集合Y的一一映射,也叫一一对应。

简介

在数学中,双射,双射函数或一对一对应是两组的元素之间的函数,其中一组的每个元素与另一组的元素恰好配对,另一组的每个元素与第一组的正好一个元素也恰好配对。没有不配对的元素。在数学术语中,双射函数f:X→Y是集合X与集合Y的一一映射,也叫一一对应。

具体定义

对于X和Y之间的配对(其中Y不需要与X不同)称为对应,以下四个属性必须成立:

(1)X的每个元素必须与Y的至少一个元素配对;

(2)没有X的元素可以与Y的多于一个元素配对;

(3)Y的每个元素必须与X的至少一个元素配对;

(4)Y的任何元素都不能与X的多个元素配对。

满足属性(1)和(2)意味着对应是域X的函数。更常见的是将属性(1)和(2)写为单个语句:X的每个元素与正好一个元素配对满足属性(3)的函数被称为“到Y”,称为抛射(或投射函数)。满足属性(4)的函数被称为“一对一函数”,称为或注入函数。使用这个术语,对应是一种既可以是一种输出,也可以是一种注入的功能,或者使用其他单词,对应是“一对一”和“上”的功能。

举例

打棒球或板球队的阵容

考虑棒球或板球队的击球阵容(或任何运动队的所有球员的列表,每个球员在阵容中持有特定的位置)。 组X将是球队中的球员(在棒球的情况下大小为九),组Y将是击球顺序(1st,2nd,3rd等)的位置。由此给出“配对” 玩家在这个顺序是在什么位置。 由于每个玩家都在列表中的某个地方,所以属性(1)是满足的。 属性(2)是满足的,因为没有玩家在命中的两个(或更多)位置。属性(3)表示,对于每个职位,有一些球员在这个位置击球,而属性(4)则指出,两名或两名以上的选手不会在列表中同一位置击球。

座位和学生的教室

在教室里有一定数量的座位。 一群学生进入房间,老师要求他们坐下。 在房间周围快速浏览之后,老师声明,一组学生和一组座位之间存在双向偏差,每个学生与他们所在的座位配对。老师为了达成这个结论而观察到了什么是:

(1)每个学生都坐在座位上(没有人站立);

(2)没有学生在一个以上的座位上;

(3)每个座位都有人坐在那里(没有空座);

(4)没有座位上有不止一名学生。

教练得出的结论是,与学生一样多的座位,而不必计算任何一套。

具有域X(以功能符号表示的f:X→Y)的双射f也定义了从Y开始并转到X(通过转动箭头)的关系。对于任意函数“转动箭头”的过程通常不产生函数,但是对应的属性(3)和(4)表示该反向关系是域Y的函数。此外,属性(1)和(2)然后说这个反函数是一个输出,一个注入,即反函数存在,也是一个双射。具有反函数的函数据说是可逆的。当且仅当它是双向的时候,函数是可逆的。

以简明的数学符号表示,当且仅当满足条件时,函数f:X→Y是对应

对于Y中的每个y,在x中存在唯一的x,其中y = f(x)。

继续使用棒球击球阵容示例,正在定义的功能以输入方式输入玩家之一,并以击球顺序输出该玩家的位置。由于这个功能是一个双射,它具有一个反向功能,它将击球顺序中的位置作为输入,并输出将在该位置击球的玩家。

基数

如果X和Y是有限集合,那么当且仅当X和Y具有相同数量的元素时,两个集合X和Y之间存在对应。 实际上,在公理集理论中,这被认为是“相同数量的元素”(均等)的定义,并将这个定义推广到无限集,导致基数的概念,一种区分无限集的各种大小的方法。

部分功能

一一对应的概念概括为部分功能,即将其称为部分双射。这种原因是(适当的)部分功能对于其一部分域已经是未定义的;因此没有强制性的理由将其逆向约束为总功能,即在其域上的任何地方都被定义。给定基集合上的所有部分双射的集合称为对称反半群。

定义相同概念的另一种方式是说,从A到B的部分对应是任何关系R(其证明是部分功能),其特征在于R是对应f的图:A'→B' ,其中A'是A的子集,B'是B的子集。

当部分对应处于同一组时,有时称为一对一部分变换。一个例子是简单地在复杂平面上定义的莫比斯变换,而不是完成扩展的复杂平面。

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